Naranjas y microbiomas, limas y limones
Alberto R. Jácome Hernández y Damaris Desgarennes
Red de Biodiversidad y Sistemática
Los microbiomas o comunidades microbianas de plantas son una fuente importante de microorganismos que puedan ser implementados para el manejo de fitopatógenos.
Las naranjas, toronjas, mandarinas, limas y limones son frutas que además de sabrosas, son nutritivas y aportan una gran cantidad de vitamina C. Estas frutas, también llamadas cítricos, pertenecen al género Citrus y son de gran interés comercial. México es el cuarto exportador de cítricos y el segundo exportador de limón a nivel mundial. Sin embargo, la producción de cítricos está siendo seriamente afectada por la enfermedad conocida como “enverdecimiento de los cítricos” o “HLB” (Huanglongbing), la cual causa graves daños en los tejidos de las hojas, frutos pequeños (Figura 1) con mal sabor y finalmente la muerte de las plantas. La enfermedad HLB es caudada por tres especies de la bacteria Candidatus Liberibacter, las cuales, al enfermar a las plantas, se alojan dentro de su tejido vascular (floema). Estas bacterias pueden ser dispersadas por el transporte de material vegetal contaminado y transmitidas mediante un insecto vector que, tras alimentarse de la savia de los árboles de cítricos enfermos, infecta árboles sanos.
El problema con Candidatus Liberibacter es que no se puede cultivar en condiciones de laboratorio y al vivir dentro de los tejidos de las plantas, se vuelve difícil de controlar mediante el uso de agroquímicos concencionales. Por lo que la estrategia de manejo consiste principalmente en la tala de árboles enfermos y el control del insecto vector. Sin embargo, estos esfuerzos no han sido eficientes y la comunidad científica sigue estudiando la enfermedad del HLB con el fin de encontrar mejores métodos para su control.
En este sentido, los avances en el estudio de las comunidades microbianas han revelado que los microorganismos patógenos en realidad representan un pequeño porcentaje del total de microorganismos encontrados en el ambiente. De hecho, la gran mayoría de los miembros que integran las comunidades microbianas cumplen con papeles muy importantes para el desarrollo de las plantas y el funcionamiento de los ecosistemas. Los roles de los microorganismos van desde la activación de ciclos biogeoquímicos hasta la regulación de procesos en organismos de diferentes grupos biológicos con los que se encuentran interactuando.
En el caso de las plantas se ha descubierto que las comunidades microbianas son completamente necesarias para su desarrollo. Por ejemplo, la microbiota asociada al suelo cercano a la raíz (rizosfera) produce sustancias que actúan como señales químicas y promueven el crecimiento de las plantas. Los microorganismos, como algunas bacterias, les ayudan a obtener minerales que se encuentran fuera de su alcance y a transformar sustancias que las plantas no pueden utilizar directamente del suelo como son fósforo, nitrógeno y potasio (Figura 2). Otros microorganismos presentes dentro de la raíz y el tallo de las plantas también producen promotores de crecimiento y proveen nutrientes que las plantas no pueden sintetizar por sí mismas. Del mismo modo, las comunidades microbianas protegen a las plantas en contra de organismos perjudiciales como lo son insectos plaga, insectos transmisores de enfermedades y de los mismos microorganismos patógenos. Esta protección es llevada a cabo por diferentes mecanismos como el antagonismo, donde algunos microorganismos producen sustancias antibióticas que detienen el desarrollo de los patógenos (slider). Además, se sabe que las bacterias presentes en las comunidades microbianas pueden ser muy diferentes dependiendo de la zona de la planta en la que se encuentran (hojas, raíz, tallo, rizosfera), e incluso son diferentes entre las diferentes variedades o cultivares como es el caso de los cítricos. Es por todo esto que las comunidades microbianas o microbiomas representan una fuente muy importante de microorganismos benéficos con potencial para usarse como alternativas biológicas para el manejo de enfermedades en las plantas.
Fig 2. El microbioma de las plantas se encuentra asociado a diferentes partes de la planta y juega un papel importante para el desarrollo de las plantas. Imagen hecha con BioRender.
La enfermedad HLB afecta a todos los cítricos en general, pero se ha descubierto que en México algunas variedades como el limón persa y el limón mexicano presentan síntomas más severos que otras como la naranja dulce y mandarina, mientras que, en países como Brasil y Estados Unidos de América, sucede lo contrario. Por lo tanto, se piensa que la severidad en la enfermedad HLB podría estar relacionada con la composición de las comunidades microbianas asociadas a las diferentes variedades y regiones de cultivo. Aunado a esto las comunidades microbianas podrían servir como una fuente de microorganismos con potencial para el control biológico y así evitar el establecimiento y desarrollo de Candidatus Liberibacter dentro de las plantas de cítricos y también con potencial como entomopatógenos para disminuir las poblaciones del insecto propaga esta enfermedad. De este modo las comunidades microbianas asociadas a los propios árboles de cítricos podrían actuar como mecanismos de protección y tratamiento para el control de la enfermedad de HLB.
Slider: Antagonismo presentado por tres comunidades microbianas (A, B y C) inhibiendo el desarrollo de un hongo fitopatógeno en comparación con el mismo hongo creciendo solo (D y E). Imagen: Alberto R. Jácome Hernández.
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